Einstein en onze energierekening geen serieuze bijdrage over klimaatverandering maar gewoon een aardig zijpaadje met een knipoog

Albert Einstein.












Een gastbijdrage van Chris Schoneveld.

Dit stukje is voor de verandering geen serieuze bijdrage over klimaatverandering maar gewoon een aardig zijpaadje met een knipoog.
In mijn speurtocht naar gegevens over energieverbruik in Nederland werd ik steeds geconfronteerd met energie-eenheden die per rapport, tabel of artikel verschilden. Wordt in het ene rapport in megawattuur (MWh) of kilowattuur (kWh) gerekend, in het andere rapport gaat het over joules (J) of petajoules (PJ) en in weer een ander rapport gaat het over Tonnes of Oil Equivalent (TOE) of Barrels of Oil Equivalent (BOE). Het is altijd een hele puzzel om de cijfers juist te converteren naar een gewenste eenheid.
Om de diversiteit (of de verwarring) nog groter te maken, wil ik hier een andere energie-eenheid aan toevoegen: massa. Dankzij Albert Einstein en Henri Poincaré weten we dat een bepaalde hoeveelheid energie overeenkomt met een bepaalde massa. De massa-energie relatie komt voort uit de relativiteitstheorie. Daar volgt namelijk uit dat een lichaam massa verliest als het energie uitstraalt. Andersom geldt, dat als een lichaam energie opneemt, bijvoorbeeld door licht te absorberen, het een grotere massa krijgt. Die relatie wordt gegeven door de beroemde vergelijking E= mc2.
De meeste lezers onder ons zijn geen natuurkundigen (ik ook niet) en hebben geen idee hoe die formule in het dagelijks leven toegepast zou kunnen worden, als we dat al zouden willen. Ik heb hier een poging toe gewaagd, gewoon om een idee te krijgen hoe die relatie in de praktijk zou uitpakken. Voor veel mensen is zo’n vergelijking een nogal abstracte aangelegenheid waar ze zich niet veel bij kunnen voorstellen. Daar ga ik nu verandering in brengen.
Als massa en energie equivalent zijn en in elkaar over kunnen gaan, zouden we de Nederlandse energiebehoefte ook kunnen uitdrukken in een hoeveelheid massa. Als eerste moeten we weten welke eenheden in de vergelijking worden gebruikt (dat wordt nooit vermeld): E staat voor energie en wordt uitgedrukt in joule, m staat voor massa en wordt uitgedrukt in kilogram en c staat voor de lichtsnelheid in meters/seconde. 
 
De primaire energie die Nederland jaarlijks verbruikt is ongeveer 3050 petajoule. Dus E = 3.05 x 1018 joule.
De lichtsnelheid c, naar boven afgerond, is: 300.000.000 m/s. Dus c= 9 x 1016 m2/s
 
Nu kunnen we de massa berekenen van het jaarlijkse primaire energieverbruik in Nederland: E/c(zie hier).
Dus m = 3.05 x 1018 / 9 x 1016 = 34 kg. Ter vergelijkingDuitsland verbruikt 133 kg en de EU 777 kg. Lijkt me makkelijk om te onthouden.
Helaas, voor het huishoudelijk energiegebruik zullen we moeten denken in microgrammen (miljoenste gram). Een Nederlands huishouden verbruikt jaarlijks gemiddeld 3500 kWh elektriciteit en 15000 kWh aan gas. Totaal 18500 kWh = 18.5 MWh = 66 x 109 joule, wat volgens E= mcgelijk staat aan 740 microgram. 
De gemiddelde energierekening is rond 2200 Euro/jaar. Daaruit kunnen we afleiden dat de consumentenprijs van massa in Nederland, volgens Einstein, theoretisch zo’n 3 Euro per microgram bedraagt. Ik kan nu ook uitrekenen hoeveel mijn lichaam (74 kg) waard is: 222 miljard Euro. Om ieder misverstand te voorkomen, dit betekent geenszins dat ik te koop ben. 
***


Einstein en onze energierekening geen serieuze bijdrage over klimaatverandering maar gewoon een aardig zijpaadje met een knipoog